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Die Inline-Dichteüberwachung ist für den LNG-Versand und -Transport von entscheidender Bedeutung

Weltweit ist der LNG-Markt in den letzten zehn Jahren erheblich gewachsen, und LNG hat als Transportkraftstoff erhebliche Umweltvorteile. Händler handeln LNG auf der Grundlage der übertragenen Energie, die auf Volumen, Dichte und Bruttoheizwert basiert. Hochgeschwindigkeits- und genaue Dichtemessungen sind daher wichtig für den Handel, die Schifffahrt und den Transport von LNG.

LNG-Dichteanwendung - Inline-Transportdichtemessgerät
LNG-Transportleitungen

Anwendung

Die einzige Alternative zu Dieselkraftstoff für den Schwerlastverkehr ist verflüssigtes Erdgas (LNG), das weniger Lärm emittiert und einen geringeren CO2-Fußabdruck als Diesel hat. Erdgas soll künftig zu gleichen Teilen per Pipeline und per Schiff transportiert werden.

LNG, ein verflüssigtes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, das normalerweise bei -162 °C gelagert und verwendet wird, erfährt jedoch während des Transports eine Veränderung der Zusammensetzung. Eine längere Ballastreise verändert die Zusammensetzung und Dichte der nach dem Entladevorgang verbleibenden LNG-Mengen (Heel) erheblich. Flüssigkeiten wie Methan, die leicht sind, können verdunsten. Nur die schweren Fraktionen Propan, Butan und Ethan bleiben nach Entfernung des CH4-Gehalts zurück. Infolgedessen wird die flüssige Masse relativ hohe Sättigungstemperaturen und Dichten aufweisen, was das Pumpen aufgrund der in den Pumpenmotor induzierten niedrigen Stromlasten verhindern kann. Die Alterung der Ferse ist ein Faktor, der bei lang andauernden Ballastreisen berücksichtigt werden muss.

LNG-Klassifizierung nach Dichten

LNG-Klassifizierung nach Dichten | Quelle: Genaue Bestimmung der in Empfangsterminals entladenen LNG-Qualität: Ein innovativer Ansatz von Angel Benito

 

Daher ändern sich auch die Qualität und alle damit verbundenen physikalischen und chemischen Eigenschaften. Aus diesem Grund ist LNG messtechnisch deutlich anspruchsvoller zu untersuchen als Erdgas. Darüber hinaus ändert sich die Zusammensetzung von LNG in LNG-Tankern und -Lagertanks im Allgemeinen im Laufe der Zeit durch einen Prozess, der als „Alterung“ bekannt ist, was dazu führt, dass das LNG mit der Zeit reicher an schwereren Komponenten wird. Es ist entscheidend, dass genaue Messungen von der Quelle bis zum Motor durchgeführt werden, um den breiten Einsatz von LNG zu ermöglichen.

Zusammensetzung und Eigenschaften von LNG verändern sich altersbedingt

Zusammensetzung und Eigenschaften von LNG verändern sich durch Alterung | Quelle: Genaue Bestimmung der in Empfangsterminals entladenen LNG-Qualität: Ein innovativer Ansatz von Angel Benito

Notwendigkeit einer kontinuierlichen Dichteüberwachung

  • Dichteschichtung verursacht Instabilitätsprobleme in Tanks
  • Dichteänderungen aufgrund von Verdunstung auf langen Fahrten führen zu Laständerungen, die das Pumpen ineffizient machen
  • Die Sicherheit wird stark beeinträchtigt, wenn die Dichte nicht genau überwacht wird.

Die LNG-Dichte, das Alter und die GCV-Informationen zu haben, kann für LNG-Transportunternehmen, die sich auf den eichamtlichen Transfer vorbereiten, sehr nützlich sein und eine bequeme Möglichkeit, den Zusammensetzungsbericht zu überprüfen. In LNG-FSRU-Tanks sind die Dichteprofilüberwachung und die Trendfunktion hilfreiche Tools zur Überwachung des Boil-Off-Prozesses sowie der Dichte- und Temperaturprofile in den Tanks, um Überrollunfälle zu vermeiden.

Zu verwendende Dichtewerte könnten einer der folgenden sein: (a) bordeigene Messsysteme; (b) die vom Brennstofflieferanten beim Brennstoffbunkern gemessene und im BDN aufgezeichnete Dichte; (c) die Dichte, gemessen in einer Testanalyse, die in einem akkreditierten Kraftstoffprüflabor durchgeführt wurde, sofern verfügbar.

Die kontinuierliche Überwachung der Schwankungen der LNG-Dichte während der dynamischen LNG-Durchflussmessung gibt einen guten Hinweis auf die Änderung der Flüssigkeitsqualität und damit auf den Siedebeginn, der bekanntermaßen die Messgenauigkeit beeinträchtigt.

Herausforderungen bei der Messung

Der eichpflichtige Verkehr von LNG basiert auf Energiemessungen des transferierten LNG. Die Energie wird durch Volumen, Dichte und den Brennwert des LNG bestimmt. Das Volumen von Schiffstanks wird mit Tankfüllstandsmessungen gemessen. Diese Methode ist derzeit das einzige etablierte Verfahren zur Messung der übertragenen LNG-Menge.

Durch Häfen transportierte LNG-Mengen

Pipelines, die zum LNG-Terminal und zum LNG-Tanker führen

Die Alternative ist die Verwendung von Durchflussmessern, die häufig als sekundäre Standards an LNG-Terminals verwendet werden. Diese Durchflussmesser sind im Handel erhältlich, werden aber aufgrund fehlender direkter Rückverfolgbarkeit auf einen LNG-Durchflussstandard in dieser Größenordnung und des Fehlens eines ISO-Standards kaum für eichamtliche Zwecke verwendet.

LNG-Probenahmeausrüstung

Ausrüstung zur LNG-Probenahme | Quelle: 360°KAS

Für steuerliche Messungen werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften von LNG durch ausgefeilte LNG-Probenahme- und Analyseverfahren definiert. Diese Prozesse umfassen mehrere sorgfältige Schritte, darunter Probennahme, Konditionierung, Verdampfung, Analyse, Berichterstattung über die LNG-Zusammensetzung und schließlich die Berechnung der LNG-Eigenschaften und des Energiegehalts. Für Überwachungs- und Kontrollzwecke ist es jedoch möglicherweise nicht praktikabel oder kosteneffektiv, solche Geräte zu verwenden. Die Entwicklung kostengünstiger Sensoren, die einfach in Reihe installiert werden können und eine akzeptable Messgenauigkeit bieten, ist erforderlich.

Rheonics Inline-LNG-Dichtemessgerät

Mit dem Rheonics DVP-Sensor wird die Dichte des LNG kontinuierlich überwacht, solange der Sensorteil des Rohrs in LNG eingetaucht ist. Dies erfolgt an jedem eingetauchten Segment in den Tanks oder Rohrleitungen. Indem der N2-Gehalt mit einer gewissen Genauigkeit bekannt ist, wird die Unsicherheit der Dichtemessung auf ein Niveau reduziert, das weit unter der Unsicherheit der heute anerkannten Standards liegt. Eine genaue Dichtemessung ist unabhängig von den atmosphärischen Bedingungen des Tanks oder der Rohrleitung möglich. Hohe Gerätegenauigkeit und flexible Software gewährleisten eine kontinuierliche Überwachung der Dichte und ihrer Änderung sowohl bei natürlichem als auch bei erzwungenem Abkochen und Wiederverflüssigen.

DVP NPT-gas-lng-in-line-online-echtzeit-dichtemessgerät-und-viskosimeter

Rheonics DVP (Ultrahochgenaue simultane Dichte- und Viskositätsmessung für Gase, Flüssigkeiten)

 

DVP-Anwendungen

DVP-Anwendungen in der Öl- und Erdgasindustrie

 

Die hohe Empfindlichkeit und die geringe Dichte des DVP machen ihn ideal für Messungen in Öl- und Gasanlagen.

SRD - NPT - Inline-Kontrollmanagement für die Viskositätsüberwachung der Prozessdichte zum Drucken, Beschichten, Mischen, Schleifen von Automobilpharmazeutika

Rheonics SRD (Inline-Dichtemessgerät und Viskositätsmessgerät)

Der Rheonics SRD kann in allen Stufen der Erdgasverarbeitung eingesetzt werden, von der Produktion über die Verflüssigung bis hin zu Lagerung und Transport. Es kann auch bei der Erdölförderung, Raffination, Lagerung und beim Transport verwendet werden, insbesondere für weniger viskose Produkte wie leichte Schmieröle, Naphtha und Benzin.

Rheonics Instrumentenauswahl

Rheonics entwickelt, fertigt und vertreibt innovative Systeme zur Flüssigkeitsmessung und -überwachung. In der Schweiz gefertigte Präzisionsviskosimeter und Dichtemessgeräte von Rheonics zeichnen sich durch die von der Anwendung geforderte Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit aus, die erforderlich sind, um in rauen Betriebsumgebungen zu bestehen. Stabile Ergebnisse - auch unter ungünstigen Strömungsbedingungen. Keine Auswirkung von Druckabfall oder Durchfluss. Es ist gleichermaßen gut für Qualitätskontrollmessungen im Labor geeignet. Es müssen keine Komponenten oder Parameter geändert werden, um über den gesamten Bereich zu messen.

Vorgeschlagene Produkte für die Anwendung

  • Einzelgerät für die gleichzeitige Messung der Prozessdichte, Viskosität und Temperatur
  • Ermöglicht sogar die Überwachen der Dichte und Viskosität von Gasen
  • Genaue Messung unter härtesten Prozessbedingungen
  • Betrieb bis 1000 bar und 200 °C (15000 psi, 400 °F)
  • Vollständige Titankonstruktion
  • Einzelnes Instrument zur Messung von Prozessdichte, Viskosität und Temperatur
  • Wiederholbare Messungen in newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Ganzmetallkonstruktion (316L Edelstahl)
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Rohre
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich
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